KR20220032883A - Apparatus and method for processing substrate using plasma - Google Patents

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Abstract

Provided are a substrate processing apparatus and a substrate processing method using plasma, which can control the etch rate and/or uniformity according to a position of a substrate. The apparatus for processing a substrate includes a first space disposed between an electrode and an ion blocker; a second space disposed between the ion blocker and a shower head; a processing space for processing a substrate under the shower head; a first gas supply module for providing a first gas for generating plasma in the first space; a second gas supply module for providing a second gas to be mixed with an effluent of the plasma in the processing space; and a third gas supply module for providing a third gas to be mixed with an effluent of the plasma in the processing space, wherein the first gas is a fluorine-containing gas, the second gas is a nitrogen and hydrogen-containing gas, the third gas is a nitrogen-containing gas different from the second gas, and the substrate includes an exposed silicon and hydrogen-containing region.

Description

플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for processing substrate using plasma}Apparatus and method for processing substrate using plasma

본 발명은 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and method using plasma.

반도체 장치 또는 디스플레이 장치를 제조할 때, 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정이 사용될 수 있다. 플라즈마를 이용한 기판 처리 공정은, 플라즈마를 생성하는 방식에 따라 CCP(Capacitively Coupled Plasma) 방식, ICP(Inductively Coupled Plasma) 방식, 이 둘을 혼합한 방식 등이 있다. 또한, 플라즈마를 이용하여 건식 세정(dry cleaning) 또는 건식 식각(dry etching)을 수행할 수 있다.When manufacturing a semiconductor device or a display device, a substrate processing process using plasma may be used. A substrate processing process using plasma includes a CCP (Capacitively Coupled Plasma) method, an ICP (Inductively Coupled Plasma) method, and a method in which the two are mixed according to a method of generating plasma. In addition, dry cleaning or dry etching may be performed using plasma.

건식 세정은 등방성 식각이며 패턴 무너짐이 적고 플라즈마에 의한 손상이 적다. 그런데, 기판이 대형화되고 패턴이 복잡하게 됨에 따라, 기판의 위치에 따라 식각율(etch rate) 및/또는 균일도(uniformity)가 일정하지 않을 수 있다. Dry cleaning is isotropic etching, and there is less pattern collapse and less damage due to plasma. However, as the size of the substrate increases and the pattern becomes complicated, the etch rate and/or uniformity may not be constant depending on the position of the substrate.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판의 위치에 따른 식각율 및/또는 균일도를 제어할 수 있는, 플라즈마를 이용한 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a substrate processing method using plasma, capable of controlling an etch rate and/or uniformity according to a position of a substrate.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 일 면(aspect)은, 전극과 이온 블록커 사이에 배치된 제1 공간; 상기 이온 블록커와 샤워 헤드 사이에 배치된 제2 공간; 상기 샤워 헤드의 아래에, 기판을 처리하기 위한 처리 공간; 상기 제1 공간에, 플라즈마를 생성하기 위한 제1 가스를 제공하는 제1 가스 공급 모듈; 상기 처리 공간에, 상기 플라즈마의 유출물과 혼합되는 제2 가스를 제공하는 제2 가스 공급 모듈; 및 상기 처리 공간에, 상기 플라즈마의 유출물과 혼합되는 제3 가스를 제공하는 제3 가스 공급 모듈을 포함하고, 상기 제1 가스는 불소 함유 가스이고, 상기 제2 가스는 질소 및 수소 함유 가스이고, 상기 제3 가스는 상기 제2 가스와 다른 질소 함유 가스이고, 상기 기판은 노출된 실리콘 및 수소 함유 영역을 포함한다.One aspect of a substrate processing apparatus of the present invention for achieving the above object includes: a first space disposed between an electrode and an ion blocker; a second space disposed between the ion blocker and the shower head; a processing space for processing a substrate under the shower head; a first gas supply module for providing a first gas for generating plasma to the first space; a second gas supply module for providing a second gas to be mixed with the effluent of the plasma to the processing space; and a third gas supply module providing to the processing space a third gas that mixes with the effluent of the plasma, wherein the first gas is a fluorine-containing gas, the second gas is a nitrogen- and hydrogen-containing gas; , wherein the third gas is a nitrogen-containing gas different from the second gas, and the substrate includes exposed silicon and hydrogen-containing regions.

상기 제2 가스의 유량 제어와 상기 제3 가스의 유량 제어는 독립적으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제3 가스를 제1 유량으로 제공할 때의 균일도(uniformity)는, 상기 제3 가스를 상기 제1 유량보다 작은 제2 유량으로 제공할 때의 균일도보다 높을 수 있다.The flow rate control of the second gas and the flow rate control of the third gas may be independently performed. Also, uniformity when the third gas is provided at a first flow rate may be higher than uniformity when the third gas is provided at a second flow rate smaller than the first flow rate.

상기 이온 블록커는 제1 필터영역과, 상기 제1 필터영역의 외측에 배치된 제2 필터영역을 포함하고, 상기 샤워 헤드는 제1 샤워영역과, 상기 제1 샤워영역의 외측에 배치된 제2 샤워영역을 포함할 수 있다.The ion blocker includes a first filter area and a second filter area disposed outside the first filter area, and the shower head includes a first shower area and a first filter area disposed outside the first shower area. 2 It may include a shower area.

상기 제2 가스 및 상기 제3 가스는 상기 이온 블록커의 상기 제1 필터영역을 통해 공급되며 상기 제2 필터영역을 통해서는 공급되지 않고, 상기 샤워 헤드의 상기 제1 샤워영역을 통해서는 공급되지 않고 상기 제2 샤워영역을 통해 공급될 수 있다. The second gas and the third gas are supplied through the first filter region of the ion blocker, not through the second filter region, and not supplied through the first shower region of the shower head. and may be supplied through the second shower area.

상기 제2 가스 및 상기 제3 가스는 상기 샤워 헤드의 상기 제1 샤워영역 및 상기 제2 샤워영역을 통해서 공급되되, 상기 제1 샤워영역을 통해 공급되는 상기 제3 가스의 유량은, 상기 제2 샤워영역을 통해 공급되는 상기 제3 가스의 유량과 다를 수 있다. The second gas and the third gas are supplied through the first shower area and the second shower area of the shower head, and the flow rate of the third gas supplied through the first shower area is, It may be different from the flow rate of the third gas supplied through the shower area.

상기 제2 가스 및 상기 제3 가스는 상기 이온 블록커의 상기 제1 필터영역 및 제2 필터영역을 통해서 공급되되, 상기 제1 필터영역을 통해 공급되는 상기 제3 가스의 유량은, 상기 제2 필터영역을 통해 공급되는 상기 제3 가스의 유량과 다를 수 있다. The second gas and the third gas are supplied through the first filter region and the second filter region of the ion blocker, and the flow rate of the third gas supplied through the first filter region is the second It may be different from the flow rate of the third gas supplied through the filter area.

상기 전극을 통해서 상기 제1 가스와 제4 가스를 제공하되, 상기 제4 가스는 수소 함유 가스이고, 상기 제1 가스의 유량 제어와 상기 제4 가스의 유량 제어는 독립적으로 이루어질 수 있다. The first gas and the fourth gas may be provided through the electrode, wherein the fourth gas is a hydrogen-containing gas, and the flow rate control of the first gas and the flow rate control of the fourth gas may be independently performed.

상기 전극은 제1 전극영역과, 상기 제1 전극영역의 외측에 배치된 제2 전극영역을 포함하고, 상기 제1 가스와 상기 제4 가스는 제1 전극영역과 제2 전극영역을 통해서 공급되되, 상기 제1 전극영역을 통해 공급되는 상기 제4 가스의 유량과, 상기 제2 전극영역을 통해 공급되는 상기 제4 가스의 유량은 서로 다를 수 있다. The electrode includes a first electrode region and a second electrode region disposed outside the first electrode region, and the first gas and the fourth gas are supplied through the first electrode region and the second electrode region. , a flow rate of the fourth gas supplied through the first electrode region may be different from a flow rate of the fourth gas supplied through the second electrode region.

상기 제1 전극영역을 통해 공급되는 상기 제4 가스의 유량은, 상기 제2 전극영역을 통해 공급되는 상기 제4 가스의 유량보다 크고, 상기 처리 공간에는 상기 기판을 지지하기 위한 지지 모듈이 배치되고, 상기 지지 모듈은 다수의 영역으로 구분되고, 상기 다수의 영역 중 중앙에 위치하는 영역의 온도를 다른 영역의 온도보다 높일 수 있다. A flow rate of the fourth gas supplied through the first electrode region is greater than a flow rate of the fourth gas supplied through the second electrode region, and a support module for supporting the substrate is disposed in the processing space; , the support module may be divided into a plurality of regions, and the temperature of a central region among the plurality of regions may be higher than that of other regions.

상기 전극을 통해서, 불활성 가스가 추가적으로 제공될 수 있다. Through the electrode, an inert gas may be additionally provided.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 장치의 다른 면은, 고주파 전원과 연결된 전극과, 정전압과 연결된 이온 블록커 사이에 배치된 제1 공간; 상기 이온 블록커와 샤워 헤드 사이에 배치된 제2 공간; 상기 샤워 헤드의 아래에, 기판을 처리하기 위한 처리 공간; 상기 제1 공간에, 상기 전극을 통해서 플라즈마를 생성하기 위한 삼불화질소 가스를 제공하는 제1 가스 공급 모듈; 상기 제1 공간에, 상기 전극을 통해서 플라즈마를 생성하기 위한 수소 가스를 제공하는 제2 가스 공급 모듈; 및 상기 이온 블록커의 중심 영역을 통해 제1 암모니아 가스를 제공하고, 상기 샤워 헤드의 에지 영역을 통해 제2 암모니아 가스를 제공하여, 상기 제1 암모니아 가스, 제2 암모니아 가스 및 상기 플라즈마의 유출물을 혼합시키는 제3 가스 공급 모듈을 포함할 수 있다.Another aspect of the substrate processing apparatus of the present invention for achieving the above object includes: a first space disposed between an electrode connected to a high frequency power supply and an ion blocker connected to a constant voltage; a second space disposed between the ion blocker and the shower head; a processing space for processing a substrate under the shower head; a first gas supply module for providing nitrogen trifluoride gas for generating plasma through the electrode to the first space; a second gas supply module providing hydrogen gas for generating plasma to the first space through the electrode; and providing a first ammonia gas through a central region of the ion blocker and a second ammonia gas through an edge region of the shower head, so that the first ammonia gas, the second ammonia gas, and the effluent of the plasma It may include a third gas supply module for mixing.

상기 제1 암모니아 가스의 유량과 상기 제2 암모니아 가스의 유량은 서로 다를 수 있다.The flow rate of the first ammonia gas and the flow rate of the second ammonia gas may be different from each other.

상기 이온 블록커의 중심 영역을 통해 제1 질소 가스를 제공하여, 상기 제1 질소 가스와 상기 플라즈마의 유출물을 혼합시키고, 상기 샤워 헤드의 에지 영역을 통해 제2 질소 가스를 제공하여, 상기 제2 질소 가스와 상기 플라즈마의 유출물을 혼합시키는 제4 가스 공급 모듈을 더 포함할 수 있다. providing a first nitrogen gas through a central region of the ion blocker to mix the first nitrogen gas with an effluent of the plasma, and providing a second nitrogen gas through an edge region of the shower head, 2 It may further include a fourth gas supply module for mixing the nitrogen gas and the effluent of the plasma.

상기 제1 질소 가스의 유량과 상기 제2 질소 가스의 유량은 서로 다를 수 있다. A flow rate of the first nitrogen gas and a flow rate of the second nitrogen gas may be different from each other.

상기 전극은 중심에 위치하는 제1 전극영역과, 상기 제1 전극영역의 외측에 배치된 제2 전극영역을 포함하고, 상기 삼불화질소 가스와 상기 수소 가스는 제1 전극영역과 제2 전극영역을 통해서 공급되되, 상기 제1 전극영역을 통해 공급되는 상기 수소 가스의 유량과, 상기 제2 전극영역을 통해 공급되는 상기 수소 가스의 유량은 서로 다를 수 있다.The electrode includes a first electrode region located at the center and a second electrode region disposed outside the first electrode region, wherein the nitrogen trifluoride gas and the hydrogen gas are a first electrode region and a second electrode region The flow rate of the hydrogen gas supplied through the first electrode region and the flow rate of the hydrogen gas supplied through the second electrode region may be different from each other.

상기 제1 전극영역을 통해 공급되는 상기 삼불화질소 가스의 유량과, 상기 제2 전극영역을 통해 공급되는 상기 삼불화질소 가스의 유량은 서로 다를 수 있다. A flow rate of the nitrogen trifluoride gas supplied through the first electrode region may be different from a flow rate of the nitrogen trifluoride gas supplied through the second electrode region.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기판 처리 방법의 일 면은, 전극과 이온 블록커 사이에 배치된 제1 공간과, 상기 이온 블록커와 샤워 헤드 사이에 배치된 제2 공간과, 상기 샤워 헤드의 아래에, 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 포함하는 기판 처리 장치를 제공하고, 노출된 실리콘 및 수소 함유 영역을 포함하는 기판을 처리 공간 내에 위치시키고, 제1 구간에서, 상기 처리 공간에 질소 함유 가스와, 질소 및 수소 함유 가스를 제공하여, 챔버 내의 분위기를 형성하고, 제2 구간에서, 상기 처리 공간에 질소 함유 가스와, 질소 및 수소 함유 가스를 제공하면서, 상기 제1 공간에 불소 함유 가스와 수소 함유 가스를 제공하여 상기 제1 공간 내에서 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마의 유출물 중에서 상기 이온 블록커에 의해 필터링된 라디칼과, 상기 질소 함유 가스, 상기 질소 및 수소 함유 가스를 혼합시키는 것을 포함한다. One aspect of the method for processing a substrate of the present invention for achieving the above object includes a first space disposed between an electrode and an ion blocker, a second space disposed between the ion blocker and the shower head, and the shower head providing a substrate processing apparatus comprising a processing space for processing a substrate under A gas, nitrogen and hydrogen-containing gas are provided to form an atmosphere in the chamber, and in a second section, a fluorine-containing gas is provided to the first space while providing a nitrogen-containing gas and a nitrogen and hydrogen-containing gas to the processing space. and a hydrogen-containing gas to form a plasma in the first space, and to mix radicals filtered by the ion blocker in the effluent of the plasma, the nitrogen-containing gas, and the nitrogen and hydrogen-containing gas include

상기 질소 함유 가스의 유량을 제어함으로써, 상기 기판의 식각 균일도(uniformity)를 제어한다. By controlling the flow rate of the nitrogen-containing gas, the etch uniformity of the substrate is controlled.

상기 이온 블록커는 제1 필터영역과, 상기 제1 필터영역의 외측에 배치된 제2 필터영역을 포함하고, 상기 샤워 헤드는 제1 샤워영역과, 상기 제1 샤워영역의 외측에 배치된 제2 샤워영역을 포함하고, 상기 질소 함유 가스, 상기 질소 및 수소 함유 가스는 상기 이온 블록커의 상기 제1 필터영역을 통해 공급되며 상기 제2 필터영역을 통해서는 공급되지 않고, 상기 샤워 헤드의 상기 제1 샤워영역을 통해서는 공급되지 않고 상기 제2 샤워영역을 통해 공급될 수 있다. The ion blocker includes a first filter area and a second filter area disposed outside the first filter area, and the shower head includes a first shower area and a first filter area disposed outside the first shower area. 2 shower regions, wherein the nitrogen-containing gas, the nitrogen and hydrogen-containing gases are supplied through the first filter region of the ion blocker and not through the second filter region, It may not be supplied through the first shower area, but may be supplied through the second shower area.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 샤워 헤드를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 장치에서의 가스 공급을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1의 기판 처리 장치의 건식 세정 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9의 전극을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 9의 기판 처리 장치의 지지 모듈을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram for explaining a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2A and 2B are views for explaining the shower head of FIG. 1 .
FIG. 3 is a view for explaining gas supply in the substrate processing apparatus of FIG. 1 .
4 is a conceptual diagram illustrating a dry cleaning process of the substrate processing apparatus of FIG. 1 .
5 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
9 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view for explaining the electrode of FIG. 9 .
11 is a conceptual diagram illustrating a support module of the substrate processing apparatus of FIG. 9 .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments published below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the publication of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.Reference to an element or layer “on” or “on” another element or layer includes not only directly on the other element or layer, but also with other layers or other elements intervening. include all On the other hand, reference to an element "directly on" or "directly on" indicates that no intervening element or layer is interposed.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe the correlation between an element or components and other elements or components. The spatially relative terms should be understood as terms including different orientations of the device during use or operation in addition to the orientation shown in the drawings. For example, when an element shown in the figures is turned over, an element described as "beneath" or "beneath" another element may be placed "above" the other element. Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. The device may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.It should be understood that although first, second, etc. are used to describe various elements, components, and/or sections, these elements, components, and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component, or sections from another. Accordingly, it goes without saying that the first element, the first element, or the first section mentioned below may be the second element, the second element, or the second section within the spirit of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. A description will be omitted.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 개념도이다. 도 2a 및 도 2b는 도 1의 샤워 헤드를 설명하기 위한 도면이다. 도 2b는 도 2a의 B-B를 따라 절단한 단면도이다. 도 3은 도 1의 기판 처리 장치에서의 가스 공급을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 1의 기판 처리 장치의 건식 세정 과정을 설명하기 위한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram for explaining a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 2A and 2B are views for explaining the shower head of FIG. 1 . FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 2A. FIG. 3 is a view for explaining gas supply in the substrate processing apparatus of FIG. 1 . 4 is a conceptual diagram illustrating a dry cleaning process of the substrate processing apparatus of FIG. 1 .

우선 도 1을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 처리 장치(10)는 공정 챔버(100), 지지 모듈(200), 전극 모듈(300), 가스 공급 모듈(500), 제어 모듈(600) 등을 포함한다.Referring first to FIG. 1 , the substrate processing apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention includes a process chamber 100 , a support module 200 , an electrode module 300 , a gas supply module 500 , and a control module. (600) and the like.

공정 챔버(100)는 내부에 기판(W)이 처리되는 처리 공간(101)을 제공한다. 공정 챔버(100)는 원형의 통 형상일 수 있다. 공정 챔버(100)는 금속 재질로 제공된다. 예컨대, 공정 챔버(100)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 공정 챔버(100)의 일측벽에는 개구(130)가 형성된다. 개구(130)는 기판(W)이 반출입 가능한 출입구로 사용된다. 출입구는 도어에 의해 개폐 가능하다. 공정 챔버(100)의 바닥면에는 배기 포트(미도시)가 설치된다. 배기 포트는 처리 공간(101)에 발생된 부산물이 공정 챔버(100)의 외부로 배출되는 배출구(150)로 기능한다. 펌프에 의해서 배기 동작이 이루어진다.The process chamber 100 provides a processing space 101 in which the substrate W is processed. The process chamber 100 may have a circular cylindrical shape. The process chamber 100 is provided with a metal material. For example, the process chamber 100 may be made of an aluminum material. An opening 130 is formed in one sidewall of the process chamber 100 . The opening 130 is used as an entrance through which the substrate W can be carried in and out. The entrance can be opened and closed by a door. An exhaust port (not shown) is installed on the bottom surface of the process chamber 100 . The exhaust port functions as an outlet 150 through which by-products generated in the processing space 101 are discharged to the outside of the process chamber 100 . The exhaust operation is performed by the pump.

지지 모듈(200)은 처리 공간(102) 내에 설치되고, 기판(W)을 지지한다. 지지 모듈(200)은 정전기력을 이용하여 기판(W)을 지지하는 정전척일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 정전척은, 상면에 기판(W)이 놓여지는 유전판, 유전판 내에 설치되고 기판(W)이 유전판에 흡착되도록 정전기력을 제공하는 전극, 유전판 내에 설치되어 기판(W)의 온도제어를 위해 기판(W)을 가열하는 히터 등을 포함할 수 있다. The support module 200 is installed in the processing space 102 and supports the substrate W. The support module 200 may be an electrostatic chuck that supports the substrate W using an electrostatic force, but is not limited thereto. The electrostatic chuck includes a dielectric plate on which the substrate W is placed, an electrode installed in the dielectric plate and providing electrostatic force so that the substrate W is adsorbed to the dielectric plate, and installed in the dielectric plate to control the temperature of the substrate W. It may include a heater for heating the substrate (W) for this purpose.

전극 모듈(300)은 전극(또는 상부 전극)(330), 이온 블록커(340), 샤워 헤드(350) 등을 포함하고, 용량 결합형 플라즈마 소오스 역할을 한다. 가스 공급 모듈(500)은 제1 가스 공급 모듈(510), 제2 가스 공급 모듈(520) 및 제3 가스 공급 모듈(530)을 포함한다. 제어 모듈(600)은 가스 공급 모듈(510, 520, 530)의 가스 공급을 제어한다. 가스 공급 모듈(500) 및 제어 모듈(600)에 의한 가스 공급 방법에 대해서는 도 2, 도 3, 도 5 내지 도 8, 도 10 등을 이용하여 자세히 후술한다.The electrode module 300 includes an electrode (or upper electrode) 330 , an ion blocker 340 , a shower head 350 , and the like, and serves as a capacitively coupled plasma source. The gas supply module 500 includes a first gas supply module 510 , a second gas supply module 520 , and a third gas supply module 530 . The control module 600 controls gas supply to the gas supply modules 510 , 520 , and 530 . A gas supply method by the gas supply module 500 and the control module 600 will be described in detail later with reference to FIGS. 2, 3, 5 to 8, and 10 .

전극(330)과 이온 블록커(340) 사이에는 제1 공간(301)이 배치되고, 이온 블록커(340)와 샤워 헤드(350) 사이에는 제2 공간(302)이 배치된다. 샤워 헤드(350)의 아래에는 처리 공간(101)이 위치한다. A first space 301 is disposed between the electrode 330 and the ion blocker 340 , and a second space 302 is disposed between the ion blocker 340 and the shower head 350 . The processing space 101 is positioned under the shower head 350 .

전극(330)은 고주파 전원(311)이 연결되고, 이온 블록커(340)는 정전압(예를 들어, 접지 전압)과 연결될 수 있다. 전극(330)에는 다수의 제1 공급홀을 포함한다. 제1 가스 공급 모듈(510)은 전극(330)(즉, 전극(330)의 제1 공급홀)을 통해서 제1 가스(G1)를 제1 공간(301)으로 제공한다. 전극(330)과 이온 블록커(340) 사이에서 발생된 전자기장은 제1 가스(G1)를 플라즈마 상태로 여기시킨다. 플라즈마 상태로 여기된 제1 가스(즉, 플라즈마 유출물)는 라디칼, 이온 및/또는 전자를 포함한다.The electrode 330 may be connected to a high frequency power supply 311 , and the ion blocker 340 may be connected to a constant voltage (eg, a ground voltage). The electrode 330 includes a plurality of first supply holes. The first gas supply module 510 provides the first gas G1 to the first space 301 through the electrode 330 (ie, the first supply hole of the electrode 330 ). The electromagnetic field generated between the electrode 330 and the ion blocker 340 excites the first gas G1 to a plasma state. The first gas excited into a plasma state (ie, plasma effluent) includes radicals, ions and/or electrons.

이온 블록커(340)는 도전성 물질로 형성되고, 예를 들어, 원판과 같은 판 형상일 수 있다. 이온 블록커(340)는 정전압이 연결될 수 있다. 이온 블록커(340)는 상하 방향으로 형성된 다수의 제1 관통홀을 포함한다. 플라즈마 유출물 중에서 라디칼 또는 대전되지 않은 중성 종(uncharged neutral species)은 이온 블록커(340)의 제1 관통홀을 통과할 수 있다. 반면, 대전된 종(즉, 이온)은 이온 블록커(340)의 제1 관통홀을 통과하기 어렵다. The ion blocker 340 is formed of a conductive material, and may have, for example, a plate shape such as a disk. The ion blocker 340 may be connected to a constant voltage. The ion blocker 340 includes a plurality of first through-holes formed in the vertical direction. Radicals or uncharged neutral species in the plasma effluent may pass through the first through-hole of the ion blocker 340 . On the other hand, it is difficult for the charged species (ie, ions) to pass through the first through hole of the ion blocker 340 .

샤워 헤드(350)는 도전성 물질로 형성되고, 예를 들어, 원판과 같은 판 형상일 수 있다. 샤워 헤드(350)는 정전압이 연결될 수 있다. 샤워 헤드(350)는 상하 방향으로 형성된 다수의 제2 관통홀을 포함한다. 이온 블록커(340)를 통과한 플라즈마 유출물은 제2 공간(302) 및 샤워 헤드(350)의 제2 관통홀을 거쳐서 처리 공간(101)으로 제공된다. The shower head 350 may be formed of a conductive material and may have, for example, a plate shape such as a disk. The shower head 350 may be connected to a constant voltage. The shower head 350 includes a plurality of second through-holes formed in the vertical direction. The plasma effluent passing through the ion blocker 340 is provided to the processing space 101 through the second through-hole of the second space 302 and the shower head 350 .

여기서, 도 1 및 도 2a, 도 2b를 참고하면, 샤워 헤드(350)는 다수의 제2 공급홀(3511a, 3511b) 및 다수의 제3 공급홀(3512a, 3512b)을 포함한다. 제2 가스 공급 모듈(520)은 샤워 헤드(350)(즉, 샤워 헤드(350)의 제2 공급홀(3511a, 3511b))을 통해서 제2 가스(G2)를 처리 공간(101)으로 제공한다. 제3 가스 공급 모듈(530)은 샤워 헤드(350)(즉, 샤워 헤드(350)의 제3 공급홀(3512a, 3512b))을 통해서 제3 가스(G3)를 처리 공간(101)으로 제공한다. 처리 공간(101)에서 제2 가스(G2)와 제3 가스(G3)는, 이온 블록커(340)를 통과한 플라즈마 유출물과 혼합된다.Here, referring to FIGS. 1 and 2A and 2B , the shower head 350 includes a plurality of second supply holes 3511a and 3511b and a plurality of third supply holes 3512a and 3512b. The second gas supply module 520 provides the second gas G2 to the processing space 101 through the shower head 350 (ie, the second supply holes 3511a and 3511b of the shower head 350 ). . The third gas supply module 530 provides the third gas G3 to the processing space 101 through the shower head 350 (ie, the third supply holes 3512a and 3512b of the shower head 350 ). . In the processing space 101 , the second gas G2 and the third gas G3 are mixed with the plasma effluent that has passed through the ion blocker 340 .

한편, 기판(W)에는 패터닝된 구조가 형성되어 있고, 특히, 노출된 실리콘 및 수소 함유 영역을 포함할 수 있다. 실리콘 및 수소 함유 영역은 예를 들어, 실리콘 산화물(SiO2)일 수 있다. Meanwhile, a patterned structure is formed on the substrate W, and, in particular, may include exposed silicon and hydrogen-containing regions. The silicon and hydrogen containing regions may be, for example, silicon oxide (SiO 2 ).

노출된 실리콘 및 수소 함유 영역을 건식 세정하기 위해서, 제1 가스(G1)로 불소 함유 가스가 사용되고, 제2 가스(G2)로 질소 및 수소 함유 가스가 사용되고, 제3 가스(G3)로 질소 함유 가스가 사용될 수 있다. 제3 가스(G3)는 제2 가스(G2)와 다르다. 예를 들어, 제1 가스(G1)는 삼불화질소(NF3) 가스, 제2 가스(G2)는 암모니아(NH3) 가스, 제3 가스(G3)는 질소(N2) 가스일 수 있다. For dry cleaning of the exposed silicon and hydrogen-containing regions, a fluorine-containing gas is used as the first gas G1, nitrogen and hydrogen-containing gases are used as the second gas G2, and a nitrogen-containing gas is used as the third gas G3 Gas may be used. The third gas G3 is different from the second gas G2. For example, the first gas G1 may be a nitrogen trifluoride (NF 3 ) gas, the second gas G2 may be an ammonia (NH 3 ) gas, and the third gas G3 may be a nitrogen (N 2 ) gas. .

삼불화질소(NF3)는 플라즈마 형태로 여기되고, 플라즈마 유출물과 암모니아(NH3)는 반응하여 실리콘 산화물을 식각하기 위한 에천트(etchant)를 구성한다. Nitrogen trifluoride (NF 3 ) is excited in the form of plasma, and the plasma effluent and ammonia (NH 3 ) react to form an etchant for etching silicon oxide.

질소 가스(N2)는 식각의 균일도(uniformity)를 조절하는 역할을 한다. 질소 가스의 유량을 높이면, 식각율은 낮아지면서 균일도는 상승하게 된다. 반대로, 질소 가스의 유량을 낮추면, 식각율은 높아지면서 균일도는 낮아지게 된다. 질소 가스의 유량을 암모니아 가스의 유량과 독립적으로 제어함으로써, 균일도를 정밀하게 제어할 수 있다. Nitrogen gas (N 2 ) serves to control the uniformity of the etching (uniformity). If the flow rate of nitrogen gas is increased, the etch rate is decreased and the uniformity is increased. Conversely, if the flow rate of the nitrogen gas is lowered, the etch rate increases and the uniformity decreases. By controlling the flow rate of the nitrogen gas independently of the flow rate of the ammonia gas, it is possible to precisely control the uniformity.

여기서, 도 3 및 도 4를 참고하여, 노출된 실리콘 산화물을 건식 세정하는 공정을 보다 구체적으로 설명한다.Here, a process of dry cleaning the exposed silicon oxide will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4 .

우선 도 3을 참고하면, 시간 t0에서 플라즈마를 형성하기 전에, 공정챔버(100)의 처리 공간(101) 내에 제2 가스(G2)(암모니아 가스)와 제3 가스(G3)(질소 가스)를 제공하여, 공정 분위기를 형성한다.Referring first to FIG. 3 , before plasma is formed at time t0 , a second gas G2 (ammonia gas) and a third gas G3 (nitrogen gas) are introduced into the processing space 101 of the process chamber 100 . provided to create a process atmosphere.

시간 t1 에서 시간 t2 사이에서, 제1 가스(G1)(삼불화질소 가스)를 제1 공간(301)에 제공한다. 그리고 고주파 전원(311)을 전극(330)에 공급하여, 제1 공간(301)에서 제1 가스(G1)를 플라즈마 형태로 여기시킨다. 라디칼, 이온 및/또는 전자와 같은 플라즈마 유출물이 형성된다. 이온은 이온 블록커(340)에 의해 필터링되고, 나머지 플라즈마 유출물은 이온 블록커(340)를 통과할 수 있다. 이온 블록커(340)를 통과한 플라즈마 유출물은 제2 공간(302) 및 샤워 헤드(350)를 통해서 처리 공간(101)에 제공된다. 처리 공간(101)에서 이온 블록커(340)를 통과한 플라즈마 유출물, 제2 가스(G2)(암모니아 가스)는 서로 반응 및 혼합되어 에천트가 형성된다. Between time t1 and time t2 , a first gas G1 (nitrogen trifluoride gas) is provided to the first space 301 . Then, the high frequency power supply 311 is supplied to the electrode 330 to excite the first gas G1 in the form of plasma in the first space 301 . Plasma effluents such as radicals, ions and/or electrons are formed. The ions may be filtered by the ion blocker 340 and the remaining plasma effluent may pass through the ion blocker 340 . The plasma effluent passing through the ion blocker 340 is provided to the processing space 101 through the second space 302 and the shower head 350 . In the processing space 101 , the plasma effluent passing through the ion blocker 340 and the second gas G2 (ammonia gas) react and mix with each other to form an etchant.

여기서, 도 4를 참고하면, 플라즈마 유출물인 불소 함유 라디칼(F*, NF3 * 등)과, 암모니아 가스(NH3)가 반응하여, 실리콘 산화물(SiO2)과 쉽게 반응할 수 있는 에천트(NH4F* 또는 NH4F*.HF*)가 형성된다(S10). Here, referring to FIG. 4 , fluorine-containing radicals (F * , NF 3 * , etc.), which are plasma effluents, and ammonia gas (NH 3 ) react, an etchant that can easily react with silicon oxide (SiO 2 ) ( NH 4 F * or NH 4 F * .HF * ) is formed (S10).

NH3 + NF3 * → NH4F* or NH4F*.HF* (화학식1)NH 3 + NF 3 * → NH 4 F * or NH 4 F * .HF * (Formula 1)

이어서, 에천트(NH4F* 또는 NH4F*.HF*)는 실리콘 산화물의 표면과 반응한다(S20). 반응 결과, (NH4)2SiF6, 및 H2O 등의 생성물을 형성할 수 있다. 여기서, H2O 는 증기이고, (NH4)2SiF6 는 고체로서 실리콘 산화물 표면에 얇게 남는다. (NH4)2SiF6 에서 실리콘(Si)은 노출된 실리콘 산화물로부터 비롯되고, 나머지를 형성하는 질소, 수소, 불소 등은 플라즈마 유출물, 제2 가스(G2)(암모니아 가스) 및/또는 제3 가스(G3)(질소 가스)로부터 비롯된다. 이러한 반응과정 중에 처리 공간(101)의 온도는 20℃ 내지 100℃로 유지될 수 있다.Then, the etchant (NH 4 F * or NH 4 F * .HF * ) reacts with the surface of the silicon oxide (S20). As a result of the reaction, (NH 4 ) 2 SiF 6 , and products such as H 2 O may be formed. Here, H 2 O is vapor, and (NH 4 ) 2 SiF 6 remains thin on the silicon oxide surface as a solid. In (NH 4 ) 2 SiF 6 , silicon (Si) comes from the exposed silicon oxide, and nitrogen, hydrogen, fluorine, etc. forming the remainder are plasma effluent, a second gas (G2) (ammonia gas) and/or a second gas 3 gas (G3) (nitrogen gas). During this reaction process, the temperature of the processing space 101 may be maintained at 20°C to 100°C.

NH4F* or NH4F*.HF* + SiO2 → (NH4)2SiF6 (s) + H2O (화학식2)NH 4 F * or NH 4 F * .HF * + SiO 2 → (NH 4 ) 2 SiF 6 (s) + H 2 O (Formula 2)

다시 도 3을 참조하면, 시간 t3에서, 펌프를 동작시켜 부산물을 제거한다. 구체적으로, 도 4의 S30에 도시된 것과 같이, H2O 등은 증기이므로, 펌프에 의해서 제거될 수 있다. 처리 공간(101)의 온도를 100℃ 이상으로 올려 (NH4)2SiF6 를 승화(sublimation)시킨다. 승화된 (NH4)2SiF6 도 펌프 동작에 의해서 제거될 수 있다.Referring back to FIG. 3 , at time t3, the pump is operated to remove byproducts. Specifically, as shown in S30 of FIG. 4, H 2 O, etc. is a vapor, so it may be removed by a pump. Raising the temperature of the processing space 101 to 100 ℃ or more (NH 4 ) 2 SiF 6 Sublimation (sublimation). Sublimated (NH 4 ) 2 SiF 6 can also be removed by pump operation.

한편, 전술한 것과 같이, 제3 가스 공급 모듈(도 1의 530)은 제3 가스(G3)(질소 가스)를 처리 공간(도 1의 101)에 제공되고 있다. Meanwhile, as described above, the third gas supply module ( 530 of FIG. 1 ) provides the third gas ( G3 ) (nitrogen gas) to the processing space ( 101 of FIG. 1 ).

제3 가스(G3)(질소 가스)가 처리 공간(101)에 제공되면, 실리콘 산화물의 식각율을 낮추고 균일도를 높일 수 있다. 에천트에서 HF* 는 줄어드는 반면 NH4F*의 양이 많아지기 때문이다. When the third gas G3 (nitrogen gas) is provided to the processing space 101 , the etch rate of silicon oxide may be reduced and uniformity may be increased. This is because the amount of NH4F * increases while HF * decreases in the etchant.

N2 ↑ + NH4F*.HF* → NH4F* ↑ + HF* ↓ (화학식3)N2 ↑ + NH 4 F * .HF * → NH 4 F * ↑ + HF * ↓ (Formula 3)

이와 같이, 처리 공간(101)에 공급하는 제3 가스(G3)의 유량을 제어함으로써, 기판의 균일도를 제어할 수 있다. 특히, 제3 가스 공급 모듈(도 1의 530)은 제2 가스 공급 모듈(도 1의 520)과 별개로(즉, 독립적으로) 동작하여, 제3 가스(G3)의 유량을 독립적으로 제어할 수 있다.As described above, the uniformity of the substrate can be controlled by controlling the flow rate of the third gas G3 supplied to the processing space 101 . In particular, the third gas supply module ( 530 in FIG. 1 ) operates independently (ie, independently) from the second gas supply module ( 520 in FIG. 1 ) to independently control the flow rate of the third gas ( G3 ). can

또한, 도 2a 및 도 2b에 도시된 것과 같이, 샤워 헤드(350)는 제1 샤워영역(350S)과, 제1 샤워영역(350S)의 외측에 배치된 제2 샤워영역(350E)을 포함한다. 제1 샤워영역(350S)은 샤워 헤드(350)의 중심 영역에 배치되고, 제2 샤워영역(350E)은 샤워 헤드(350)의 에지 영역에 배치된 것일 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 2A and 2B , the shower head 350 includes a first shower area 350S and a second shower area 350E disposed outside the first shower area 350S. . The first shower area 350S may be disposed in a central area of the shower head 350 , and the second shower area 350E may be disposed at an edge area of the shower head 350 .

제2 가스(G2)와 제3 가스(G3)는, 제1 샤워영역(350S) 및 제2 샤워영역(350E)을 통해서 공급될 수 있다. 제2 가스(G2)는 제1 샤워영역(350S)의 제2 공급홀(3511a)을 통해서, 제2 샤워영역(350E)의 제2 공급홀(3511b)를 통해서 공급된다. 제3 가스(G3)는 제1 샤워영역(350S)의 제3 공급홀(3512a)을 통해서, 제2 샤워영역(350E)의 제3 공급홀(3512b)를 통해서 공급된다. The second gas G2 and the third gas G3 may be supplied through the first shower area 350S and the second shower area 350E. The second gas G2 is supplied through the second supply hole 3511a of the first shower region 350S and the second supply hole 3511b of the second shower region 350E. The third gas G3 is supplied through the third supply hole 3512a of the first shower region 350S and the third supply hole 3512b of the second shower region 350E.

제1 샤워영역(350S)을 통해 공급되는 제3 가스(G3)의 유량과, 제2 샤워영역(350E)을 통해 공급되는 제3 가스(G3)의 유량은 다르게 제어될 수 있다.The flow rate of the third gas G3 supplied through the first shower area 350S and the flow rate of the third gas G3 supplied through the second shower area 350E may be controlled differently.

제1 샤워영역(350S)을 통해 공급되는 제3 가스(G3)의 유량을, 제2 샤워영역(350E)을 통해 공급되는 제3 가스(G3)의 유량보다 크게 하면, 제1 샤워영역(350S)에 대응되는 기판(W)의 중심영역 상에 제3 가스(G3)가 많아지게 된다. 따라서, 기판(W)의 중심영역에서의 식각속도는 떨어지면서 균일도는 높아진다.When the flow rate of the third gas G3 supplied through the first shower region 350S is greater than the flow rate of the third gas G3 supplied through the second shower region 350E, the first shower region 350S ) on the central region of the substrate W corresponding to the third gas G3 is increased. Accordingly, the etch rate in the central region of the substrate W is decreased while the uniformity is increased.

반면, 제2 샤워영역(350E)을 통해 공급되는 제3 가스(G3)의 유량을, 제1 샤워영역(350S)을 통해 공급되는 제3 가스(G3)의 유량보다 크게하면, 제2 샤워영역(350E)에 대응되는 기판(W)의 에지영역 상에 제3 가스(G3)가 많아지게 된다. 따라서, 기판(W)의 에지영역에서의 식각속도는 떨어지면서 균일도는 높아진다.On the other hand, if the flow rate of the third gas G3 supplied through the second shower area 350E is greater than the flow rate of the third gas G3 supplied through the first shower area 350S, the second shower area The third gas G3 is increased on the edge region of the substrate W corresponding to 350E. Accordingly, the etch rate in the edge region of the substrate W is decreased while the uniformity is increased.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서, 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.5 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. 6 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to a third embodiment of the present invention. Hereinafter, points different from those described with reference to FIGS. 1 to 4 will be mainly described.

우선 도 5를 참고하면, 제2 가스(G2)는 제1 샤워영역(350S)의 제2 공급홀(3511a)을 통해서, 제2 샤워영역(350E)의 제2 공급홀(3511b)를 통해서 공급된다. 제3 가스(G3)는 제2 샤워영역(350E)의 제3 공급홀(3512b)를 통해서만 공급되고, 제1 샤워영역(350S)을 통해서는 공급되지 않는다. 따라서, 기판(W)의 중심영역 상에는 제3 가스(G3)가 상대적으로 적고, 기판(W)의 에지영역 상에는 제3 가스(G3)가 많아지게 된다. 따라서, 기판(W)의 에지영역에서의 식각속도는 떨어지면서 균일도는 높아진다.First, referring to FIG. 5 , the second gas G2 is supplied through the second supply hole 3511a of the first shower region 350S and the second supply hole 3511b of the second shower region 350E. do. The third gas G3 is supplied only through the third supply hole 3512b of the second shower region 350E and is not supplied through the first shower region 350S. Accordingly, the third gas G3 is relatively small in the central region of the substrate W, and the third gas G3 is increased in the edge region of the substrate W. Accordingly, the etch rate in the edge region of the substrate W is decreased while the uniformity is increased.

도 6을 참고하면, 제2 가스(G2)는 제1 샤워영역(350S)의 제2 공급홀(3511a)을 통해서, 제2 샤워영역(350E)의 제2 공급홀(3511b)를 통해서 공급된다. 제3 가스(G3)는 제1 샤워영역(350S)의 제3 공급홀(3512a)을 통해서만 공급되고, 제2 샤워영역(350E)을 통해서는 공급되지 않는다. 따라서, 기판(W)의 에지영역 상에는 제3 가스(G3)가 상대적으로 적고, 기판(W)의 중심영역 상에는 제3 가스(G3)가 많아지게 된다. 따라서, 기판(W)의 중심영역에서의 식각속도는 떨어지면서 균일도는 높아진다.Referring to FIG. 6 , the second gas G2 is supplied through the second supply hole 3511a of the first shower region 350S and the second supply hole 3511b of the second shower region 350E. . The third gas G3 is supplied only through the third supply hole 3512a of the first shower region 350S and is not supplied through the second shower region 350E. Accordingly, the third gas G3 is relatively small on the edge region of the substrate W, and the third gas G3 increases on the central region of the substrate W. Accordingly, the etch rate in the central region of the substrate W is decreased while the uniformity is increased.

도 7는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서, 도 1 내지 도 6을 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.7 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. 8 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. Hereinafter, points different from those described with reference to FIGS. 1 to 6 will be mainly described.

우선, 도 7을 참고하면, 이온 블록커(341)는 제1 필터영역(341S)과, 제1 필터영역(341S)의 외측에 배치된 제2 필터영역(341E)을 포함한다. 제1 필터영역(341S)은 이온 블록커(341)의 중심 영역에 배치되고, 제2 필터영역(341E)은 이온 블록커(341)의 에지 영역에 배치된 것일 수 있다. First, referring to FIG. 7 , the ion blocker 341 includes a first filter region 341S and a second filter region 341E disposed outside the first filter region 341S. The first filter region 341S may be disposed in a central region of the ion blocker 341 , and the second filter region 341E may be disposed in an edge region of the ion blocker 341 .

샤워 헤드(351)는 제1 샤워영역(351S)과, 제1 샤워영역(351S)의 외측에 배치된 제2 샤워영역(351E)을 포함한다. 제1 샤워영역(351S)은 샤워 헤드(351)의 중심 영역에 배치되고, 제2 샤워영역(351E)은 샤워 헤드(351)의 에지 영역에 배치된 것일 수 있다.The shower head 351 includes a first shower area 351S and a second shower area 351E disposed outside the first shower area 351S. The first shower area 351S may be disposed in a central area of the shower head 351 , and the second shower area 351E may be disposed at an edge area of the shower head 351 .

특히, 이온 블록커(341)의 제1 필터영역(341S)에는 공급홀(3411a, 3412a)이 형성되어 있고, 제2 필터영역(341E)에는 공급홀이 형성되지 않을 수 있다. 반면, 샤워 헤드(351)의 제1 샤워영역(351S)에는 공급홀이 형성되지 않고, 제2 샤워영역(351E)에는 공급홀(3511b, 3512b)이 형성되어 있다. 샤워 헤드(351)의 전면에는 관통홀(3513)이 형성되어 있다. In particular, supply holes 3411a and 3412a may be formed in the first filter region 341S of the ion blocker 341 , and supply holes may not be formed in the second filter region 341E. On the other hand, supply holes are not formed in the first shower area 351S of the shower head 351 and supply holes 3511b and 3512b are formed in the second shower area 351E. A through hole 3513 is formed in the front surface of the shower head 351 .

이러한 구조에서, 제2 가스(G2)와 제3 가스(G3)는, 제1 필터영역(341S) 및 제2 샤워영역(351E)을 통해서 공급될 수 있다. 제2 가스(G2)는 제1 필터영역(341S)의 공급홀(3411a)을 통해서, 제2 샤워영역(351E)의 공급홀(3511b)를 통해서 공급된다. 제3 가스(G3)는 제1 필터영역(341S)의 공급홀(3412a)을 통해서, 제2 샤워영역(351E)의 제3 공급홀(3512b)를 통해서 공급된다. 제1 필터영역(341S)을 통해 공급된 제2 가스(G2) 및 제3 가스(G3)는, 관통홀(3513)을 통해서 처리 공간(101)으로 제공된다. In this structure, the second gas G2 and the third gas G3 may be supplied through the first filter area 341S and the second shower area 351E. The second gas G2 is supplied through the supply hole 3411a of the first filter region 341S and the supply hole 3511b of the second shower region 351E. The third gas G3 is supplied through the supply hole 3412a of the first filter region 341S and the third supply hole 3512b of the second shower region 351E. The second gas G2 and the third gas G3 supplied through the first filter region 341S are provided to the processing space 101 through the through hole 3513 .

한편, 제1 필터영역(341S)을 통해 공급되는 제3 가스(G3)의 유량과, 제2 샤워영역(351E)을 통해 공급되는 제3 가스(G3)의 유량은 다르게 제어될 수 있다.Meanwhile, the flow rate of the third gas G3 supplied through the first filter region 341S and the flow rate of the third gas G3 supplied through the second shower region 351E may be controlled differently.

제1 필터영역(341S)을 통해 공급되는 제3 가스(G3)의 유량을, 제2 샤워영역(351E)을 통해 공급되는 제3 가스(G3)의 유량보다 크게하면, 제1 필터영역(341S)에 대응되는 기판(W)의 중심영역 상에 제3 가스(G3)가 많아지게 된다. 따라서, 기판(W)의 중심영역에서의 식각속도는 떨어지면서 균일도는 높아진다.When the flow rate of the third gas G3 supplied through the first filter region 341S is greater than the flow rate of the third gas G3 supplied through the second shower region 351E, the first filter region 341S ) on the central region of the substrate W corresponding to the third gas G3 is increased. Accordingly, the etch rate in the central region of the substrate W is decreased while the uniformity is increased.

반면, 제2 샤워영역(351E)을 통해 공급되는 제3 가스(G3)의 유량을, 제1 필터영역(341S)을 통해 공급되는 제3 가스(G3)의 유량보다 크게하면, 제2 샤워영역(351E)에 대응되는 기판(W)의 에지영역 상에 제3 가스(G3)가 많아지게 된다. 따라서, 기판(W)의 에지영역에서의 식각속도는 떨어지면서 균일도는 높아진다.On the other hand, when the flow rate of the third gas G3 supplied through the second shower area 351E is greater than the flow rate of the third gas G3 supplied through the first filter area 341S, the second shower area The third gas G3 is increased on the edge region of the substrate W corresponding to 351E. Accordingly, the etch rate in the edge region of the substrate W is decreased while the uniformity is increased.

도 8을 참고하면, 도 7과 동일한 구조에서, 제2 가스(G2)는 제1 필터영역(341S)에서만 공급되고, 제3 가스(G3)는 제1 필터영역(341S) 및 제2 샤워영역(351E)을 통해서 공급될 수 있다. Referring to FIG. 8 , in the same structure as in FIG. 7 , the second gas G2 is supplied only to the first filter region 341S, and the third gas G3 is supplied to the first filter region 341S and the second shower region. (351E) can be supplied.

제2 가스(G2)는 제1 필터영역(341S)의 공급홀(3411a)을 통해서 공급된다. 제3 가스(G3)는 제1 필터영역(341S)의 공급홀(3412a)을 통해서, 제2 샤워영역(351E)의 제3 공급홀(3512b)를 통해서 공급된다. 제1 필터 영역(341S)을 통해 공급된 제2 가스(G2)는, 관통홀(3513)을 통해서 처리 공간(101)으로 제공된다. 이러한 경우, 기판(W)의 에지영역 상에는 제2 가스(G2)보다 제3 가스(G3)가 상대적으로 많아지게 된다. 따라서, 기판(W)의 에지영역에서의 식각속도는 떨어지면서 균일도는 높아진다.The second gas G2 is supplied through the supply hole 3411a of the first filter region 341S. The third gas G3 is supplied through the supply hole 3412a of the first filter region 341S and the third supply hole 3512b of the second shower region 351E. The second gas G2 supplied through the first filter region 341S is provided to the processing space 101 through the through hole 3513 . In this case, the third gas G3 is relatively greater than the second gas G2 on the edge region of the substrate W. Accordingly, the etch rate in the edge region of the substrate W is decreased while the uniformity is increased.

한편, 별도의 도면으로 설명하지 않았으나, 제2 가스(G2)는 제1 필터영역(341S) 및 제2 샤워영역(351E)에서 공급되고, 제3 가스(G3)는 제1 필터영역(341S)을 통해서 공급될 수 있다. Meanwhile, although not described in separate drawings, the second gas G2 is supplied from the first filter region 341S and the second shower region 351E, and the third gas G3 is supplied from the first filter region 341S. can be supplied through

도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 기판 처리 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 도 9의 전극을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서, 도 1 내지 도 8을 이용하여 설명한 것과 다른 점을 위주로 설명한다.9 is a view for explaining a substrate processing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 10 is a view for explaining the electrode of FIG. 9 . Hereinafter, points different from those described with reference to FIGS. 1 to 8 will be mainly described.

우선 도 9를 참고하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 기판 처리 장치에서, 가스 공급 모듈(500)은 제1 가스 공급 모듈(510), 제2 가스 공급 모듈(520), 제3 가스 공급 모듈(530) 뿐만 아니라, 제4 가스 공급 모듈(515)을 더 포함한다.Referring first to FIG. 9 , in the substrate processing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention, the gas supply module 500 includes a first gas supply module 510 , a second gas supply module 520 , and a third gas supply. In addition to the module 530 , it further includes a fourth gas supply module 515 .

제1 가스 공급 모듈(510) 및 제4 가스 공급 모듈(515)은 전극(330)을 통해서 제1 공간(301)에, 제1 가스(G1) 및 제4 가스(G4)를 각각 공급한다. 제4 가스(G4)는 수소 함유 가스(예를 들어, 수소 가스)일 수 있다. The first gas supply module 510 and the fourth gas supply module 515 respectively supply the first gas G1 and the fourth gas G4 to the first space 301 through the electrode 330 . The fourth gas G4 may be a hydrogen-containing gas (eg, hydrogen gas).

수소 함유 가스(예를 들어, 수소 가스)는 식각율(etch rate)를 조절하는 역할을 한다. 수소 가스의 유량을 높이면, 식각율은 높아지면서 균일도는 떨어지게 된다. 반대로, 수소 가스의 유량을 낮추면, 식각율은 낮아지면서 균일도는 높아지게 된다. 수소 가스의 유량을 삼불화질소 가스(즉, 제1 가스(G1))의 유량과 독립적으로 제어함으로써, 식각율을 정밀하게 제어할 수 있다.A hydrogen-containing gas (eg, hydrogen gas) serves to control an etch rate. If the flow rate of hydrogen gas is increased, the etch rate is increased and the uniformity is decreased. Conversely, if the flow rate of hydrogen gas is lowered, the etch rate is lowered and the uniformity is increased. By controlling the flow rate of the hydrogen gas independently of the flow rate of the nitrogen trifluoride gas (ie, the first gas G1 ), the etch rate may be precisely controlled.

이하에서, 제1 가스(G1)은 삼불화질소(NF3) 가스이고, 제4 가스(G4)는 수소 가스인 경우로 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a case in which the first gas G1 is a nitrogen trifluoride (NF3) gas and the fourth gas G4 is a hydrogen gas will be described in detail.

제1 가스(G1) 및 제4 가스(G4)는 제1 공간(301)에서 플라즈마 형태로 여기된다. The first gas G1 and the fourth gas G4 are excited in the form of plasma in the first space 301 .

NF3 + H2 ↑ → NH4F*.HF* (화학식4)NF 3 + H 2 ↑ → NH 4 F * .HF * (Formula 4)

플라즈마 유출물인 NH4F*.HF* 는 이온 블록커(340)와 샤워 헤드(350)를 통해서, 처리 공간(101)으로 제공된다. 처리 공간(101)에서 NH4F*.HF*는 제2 가스(G2)(즉, NH3)와 반응하여 에천트를 생성한다. Plasma effluent NH 4 F * .HF * is provided to the processing space 101 through the ion blocker 340 and the shower head 350 . In the processing space 101 , NH 4 F * .HF * reacts with the second gas G2 (ie, NH 3 ) to generate an etchant.

NH3 + NH4F*.HF* → NH4F* ↓ + HF* ↑ (화학식5)NH 3 + NH 4 F * .HF * → NH 4 F * ↓ + HF * ↑ (Formula 5)

에천트에서 NH4F*는 줄어드는 반면 HF* 의 양이 많아진다. 결과적으로, 제4 가스(G4)가 제1 공간(301)에 제공되면, HF* 의 양이 많아지기 때문에 실리콘 산화물의 식각율을 높일 수 있다. In the etchant, NH 4 F * decreases while the amount of HF * increases. As a result, when the fourth gas G4 is provided to the first space 301 , the amount of HF * increases, so that the etch rate of silicon oxide may be increased.

한편, 전술한 것과 같이, 제3 가스(G3)(질소 가스)가 처리 공간(101)에 제공되면, 실리콘 산화물의 식각율을 낮추고 균일도를 높일 수 있다. 에천트에서 HF* 는 줄어드는 반면 NH4F*의 양이 많아지기 때문이다. Meanwhile, as described above, when the third gas G3 (nitrogen gas) is provided to the processing space 101 , the etch rate of silicon oxide may be reduced and uniformity may be increased. This is because the amount of NH 4 F * increases while HF * decreases in the etchant.

N2 ↑ + NH4F*.HF* → NH4F* ↑ + HF* ↓ (화학식6)N 2 ↑ + NH 4 F * .HF * → NH 4 F * ↑ + HF * ↓ (Formula 6)

여기서, 도 10을 참고하면, 전극(330)은 제1 전극영역(330S)과, 제1 전극영역(330S)의 외측에 배치된 제2 전극영역(330E)을 포함한다. 제1 전극영역(330S)은 전극(330)의 중심 영역에 배치되고, 제2 전극영역(330E)은 전극(330)의 에지 영역에 배치된 것일 수 있다.Here, referring to FIG. 10 , the electrode 330 includes a first electrode region 330S and a second electrode region 330E disposed outside the first electrode region 330S. The first electrode region 330S may be disposed in a central region of the electrode 330 , and the second electrode region 330E may be disposed in an edge region of the electrode 330 .

제1 가스(G1)와 제4 가스(G4)는, 제1 전극영역(330S) 및 제2 전극영역(330E)을 통해서 공급될 수 있다. 제1 가스(G1)는 제1 전극영역(330S)의 공급홀(3305a)을 통해서, 제2 전극영역(330E)의 공급홀(3305b)를 통해서 공급된다. 제4 가스(G4)는 제1 전극영역(330S)의 공급홀(3306a)을 통해서, 제2 전극영역(330E)의 공급홀(3306b)를 통해서 공급된다. The first gas G1 and the fourth gas G4 may be supplied through the first electrode region 330S and the second electrode region 330E. The first gas G1 is supplied through the supply hole 3305a of the first electrode region 330S and the supply hole 3305b of the second electrode region 330E. The fourth gas G4 is supplied through the supply hole 3306a of the first electrode region 330S and the supply hole 3306b of the second electrode region 330E.

제1 전극영역(330S)을 통해 공급되는 제4 가스(G4)의 유량과, 제2 전극영역(330E)을 통해 공급되는 제4 가스(G4)의 유량은 다르게 제어될 수 있다.The flow rate of the fourth gas G4 supplied through the first electrode region 330S and the flow rate of the fourth gas G4 supplied through the second electrode region 330E may be controlled differently.

제1 전극영역(330S)을 통해 공급되는 제4 가스(G4)의 유량을, 제2 전극영역(330E)을 통해 공급되는 제4 가스(G4)의 유량보다 크게하면, 제1 전극영역(330S)에 대응되는 기판(W)의 중심영역 상에 에천트가 많아지게 된다. 따라서, 기판(W)의 중심영역에서의 식각속도는 높아진다.When the flow rate of the fourth gas G4 supplied through the first electrode region 330S is greater than the flow rate of the fourth gas G4 supplied through the second electrode region 330E, the first electrode region 330S ), the etchant is increased in the central region of the substrate W corresponding to the etchant. Accordingly, the etching rate in the central region of the substrate W is increased.

반면, 제2 전극영역(330E)을 통해 공급되는 제4 가스(G4)의 유량을, 제1 전극영역(330S)을 통해 공급되는 제4 가스(G4)의 유량보다 크게하면, 제2 전극영역(330E)에 대응되는 기판(W)의 에지영역 상에 에천트가 많아지게 된다. 따라서, 기판(W)의 에지영역에서의 식각속도는 높아진다.On the other hand, when the flow rate of the fourth gas G4 supplied through the second electrode region 330E is greater than the flow rate of the fourth gas G4 supplied through the first electrode region 330S, the second electrode region An etchant is increased on the edge region of the substrate W corresponding to 330E. Accordingly, the etching rate in the edge region of the substrate W is increased.

또는, 제1 전극영역(330S)을 통해 공급되는 제1 가스(G1)의 유량과, 제2 전극영역(330E)을 통해 공급되는 제1 가스(G1)의 유량도 다르게 제어될 수 있다. Alternatively, the flow rate of the first gas G1 supplied through the first electrode region 330S and the flow rate of the first gas G1 supplied through the second electrode region 330E may be controlled differently.

또한, 별도로 도시하지 않았으나, 전극을 통해서 불활성 가스(예를 들어, Ar, Ne)가 추가적으로 제공될 수 있다. 불활성 가스는 제1 가스(G1) 또는 제4 가스(G4)와 함께 제공될 수 있다. 불활성 가스는 제1 가스(G1) 또는 제4 가스(G4)의 이동을 도와줄 수 있다.In addition, although not shown separately, an inert gas (eg, Ar, Ne) may be additionally provided through the electrode. The inert gas may be provided together with the first gas G1 or the fourth gas G4. The inert gas may help the first gas G1 or the fourth gas G4 move.

정리하면, 제4 가스(G4)(수소 가스)의 유량을 조절함으로써 실리콘 산화물의 식각율을 조절할 수 있다. 제3 가스(G3)(질소 가스)의 유량을 조절함으로써 실리콘 산화물의 균일도를 조절할 수 있다.In summary, by adjusting the flow rate of the fourth gas G4 (hydrogen gas), the etch rate of silicon oxide can be adjusted. The uniformity of the silicon oxide may be adjusted by adjusting the flow rate of the third gas G3 (nitrogen gas).

뿐만 아니라, 전극(330), 이온 블록커(340), 샤워 헤드(350)의 형상을 도 2a, 도 2b, 도 5 내지 도 8, 도 10과 같이 변경할 수 있다. 이와 같은 구조를 기초로 제4 가스(G4)의 공급 위치/유량, 제3 가스(G3)의 공급 위치/유량을 제어함으로써, 기판(W)의 특정 위치(예를 들어, 중심영역, 에지영역)에서의 식각율/균일도를 제어할 수 있다. In addition, the shapes of the electrode 330 , the ion blocker 340 , and the shower head 350 may be changed as shown in FIGS. 2A , 2B , 5 to 8 , and 10 . By controlling the supply position/flow rate of the fourth gas G4 and the supply position/flow rate of the third gas G3 based on such a structure, a specific position (eg, a center region, an edge region) of the substrate W ) can control the etch rate/uniformity.

한편, 도 11은 도 9의 기판 처리 장치의 지지 모듈을 설명하기 위한 개념도이다.Meanwhile, FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a support module of the substrate processing apparatus of FIG. 9 .

도 11을 참조하면, 지지 모듈(200)은 다수의 영역(200S, 200M, 200E)으로 구분되고, 다수의 영역(200S, 200M, 200E)의 온도는 개별적으로 제어될 수 있다. 기판(W)에서 식각율을 높여야 하는 영역(예를 들어, 기판(W)의 중심영역)이 있다면, 대응되는 영역(예를 들어, 200S)의 온도를 높일 수 있다.Referring to FIG. 11 , the support module 200 is divided into a plurality of regions 200S, 200M, and 200E, and temperatures of the plurality of regions 200S, 200M, and 200E may be individually controlled. If there is a region in the substrate W (eg, the central region of the substrate W) in which the etch rate needs to be increased, the temperature of the corresponding region (eg, 200S) may be increased.

예를 들어, 제1 전극영역(도 10의 330S)을 통해 공급되는 제4 가스(G4)의 유량을, 제2 전극영역(도 10의 330E)을 통해 공급되는 제4 가스(G4)의 유량보다 크게하면, 제1 전극영역(330S)에 대응되는 기판(W)의 중심영역 상에 에천트가 많아지게 된다. 영역(200S)의 온도를 다른 영역(200M, 200E)의 온도보다 높게 한다면, 기판(W)의 중심영역의 식각율을 보다 높일 수 있다. For example, the flow rate of the fourth gas G4 supplied through the first electrode region ( 330S in FIG. 10 ) and the flow rate of the fourth gas G4 supplied through the second electrode region ( 330E in FIG. 10 ) If it is larger, the etchant is increased on the central region of the substrate W corresponding to the first electrode region 330S. If the temperature of the region 200S is higher than that of the other regions 200M and 200E, the etch rate of the central region of the substrate W may be further increased.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the above and the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can practice the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10: 기판 처리 장치 100: 공정 챔버
101: 처리 공간 200: 지지 모듈
300: 전극 모듈 301: 제1 공간
302: 제2 공간 330: 전극
330S: 제1 전극영역 330E: 제2 전극영역
340, 341: 이온 블록커 341S: 제1 필터영역
341E: 제2 필터영역 350, 351: 샤워헤드
350S, 351S: 제1 샤워영역 350E, 350S: 제2 샤워영역
500: 가스 공급 모듈 510: 제1 가스 공급 모듈
520: 제2 가스 공급 모듈 530: 제3 가스 공급 모듈
600: 제어 모듈10: substrate processing apparatus 100: process chamber
101 processing space 200 support module
300: electrode module 301: first space
302: second space 330: electrode
330S: first electrode region 330E: second electrode region
340, 341: ion blocker 341S: first filter region
341E: second filter area 350, 351: shower head
350S, 351S: first shower area 350E, 350S: second shower area
500: gas supply module 510: first gas supply module
520: second gas supply module 530: third gas supply module
600: control module

Claims (20)

전극과 이온 블록커 사이에 배치된 제1 공간;
상기 이온 블록커와 샤워 헤드 사이에 배치된 제2 공간;
상기 샤워 헤드의 아래에, 기판을 처리하기 위한 처리 공간;
상기 제1 공간에, 플라즈마를 생성하기 위한 제1 가스를 제공하는 제1 가스 공급 모듈;
상기 처리 공간에, 상기 플라즈마의 유출물과 혼합되는 제2 가스를 제공하는 제2 가스 공급 모듈; 및
상기 처리 공간에, 상기 플라즈마의 유출물과 혼합되는 제3 가스를 제공하는 제3 가스 공급 모듈을 포함하고,
상기 제1 가스는 불소 함유 가스이고, 상기 제2 가스는 질소 및 수소 함유 가스이고, 상기 제3 가스는 상기 제2 가스와 다른 질소 함유 가스이고, 상기 기판은 노출된 실리콘 및 수소 함유 영역을 포함하는, 기판 처리 장치.a first space disposed between the electrode and the ion blocker;
a second space disposed between the ion blocker and the shower head;
a processing space for processing a substrate under the shower head;
a first gas supply module for providing a first gas for generating plasma to the first space;
a second gas supply module for providing a second gas to be mixed with the effluent of the plasma to the processing space; and
a third gas supply module for providing a third gas to the processing space to be mixed with the effluent of the plasma;
wherein the first gas is a fluorine containing gas, the second gas is a nitrogen and hydrogen containing gas, the third gas is a nitrogen containing gas different from the second gas, and the substrate includes exposed silicon and hydrogen containing regions. which is a substrate processing apparatus. 제 1항에 있어서,
상기 제2 가스의 유량 제어와 상기 제3 가스의 유량 제어는 독립적으로 이루어지는, 기판 처리 장치.The method of claim 1,
and the flow rate control of the second gas and the flow rate control of the third gas are independently performed. 제 2항에 있어서,
상기 제3 가스를 제1 유량으로 제공할 때의 균일도(uniformity)는, 상기 제3 가스를 상기 제1 유량보다 작은 제2 유량으로 제공할 때의 균일도보다 높은, 기판 처리 장치.3. The method of claim 2,
and a uniformity when providing the third gas at a first flow rate is higher than a uniformity when providing the third gas at a second flow rate smaller than the first flow rate. 제 1항에 있어서,
상기 이온 블록커는 제1 필터영역과, 상기 제1 필터영역의 외측에 배치된 제2 필터영역을 포함하고, 상기 샤워 헤드는 제1 샤워영역과, 상기 제1 샤워영역의 외측에 배치된 제2 샤워영역을 포함하는, 기판 처리 장치.The method of claim 1,
The ion blocker includes a first filter area and a second filter area disposed outside the first filter area, and the shower head includes a first shower area and a first filter area disposed outside the first shower area. 2 A substrate processing apparatus comprising a shower area. 제 4항에 있어서, 상기 제2 가스 및 상기 제3 가스는
상기 이온 블록커의 상기 제1 필터영역을 통해 공급되며 상기 제2 필터영역을 통해서는 공급되지 않고,
상기 샤워 헤드의 상기 제1 샤워영역을 통해서는 공급되지 않고 상기 제2 샤워영역을 통해 공급되는, 기판 처리 장치.5. The method of claim 4, wherein the second gas and the third gas are
It is supplied through the first filter region of the ion blocker and is not supplied through the second filter region,
The substrate processing apparatus of claim 1 , wherein the supply is not provided through the first shower area of the shower head, but is supplied through the second shower area. 제 4항에 있어서,
상기 제2 가스 및 상기 제3 가스는 상기 샤워 헤드의 상기 제1 샤워영역 및 상기 제2 샤워영역을 통해서 공급되되,
상기 제1 샤워영역을 통해 공급되는 상기 제3 가스의 유량은, 상기 제2 샤워영역을 통해 공급되는 상기 제3 가스의 유량과 다른, 기판 처리 장치. 5. The method of claim 4,
The second gas and the third gas are supplied through the first shower area and the second shower area of the shower head,
A flow rate of the third gas supplied through the first shower area is different from a flow rate of the third gas supplied through the second shower area. 제 4항에 있어서,
상기 제2 가스 및 상기 제3 가스는 상기 이온 블록커의 상기 제1 필터영역 및 제2 필터영역을 통해서 공급되되,
상기 제1 필터영역을 통해 공급되는 상기 제3 가스의 유량은, 상기 제2 필터영역을 통해 공급되는 상기 제3 가스의 유량과 다른, 기판 처리 장치. 5. The method of claim 4,
The second gas and the third gas are supplied through the first filter region and the second filter region of the ion blocker,
A flow rate of the third gas supplied through the first filter region is different from a flow rate of the third gas supplied through the second filter region. 제 1항에 있어서,
상기 전극을 통해서 상기 제1 가스와 제4 가스를 제공하되, 상기 제4 가스는 수소 함유 가스이고,
상기 제1 가스의 유량 제어와 상기 제4 가스의 유량 제어는 독립적으로 이루어지는, 기판 처리 장치.The method of claim 1,
providing the first gas and a fourth gas through the electrode, wherein the fourth gas is a hydrogen-containing gas;
The control of the flow rate of the first gas and the control of the flow rate of the fourth gas are performed independently of each other. 제 8항에 있어서,
상기 전극은 제1 전극영역과, 상기 제1 전극영역의 외측에 배치된 제2 전극영역을 포함하고,
상기 제1 가스와 상기 제4 가스는 제1 전극영역과 제2 전극영역을 통해서 공급되되, 상기 제1 전극영역을 통해 공급되는 상기 제4 가스의 유량과, 상기 제2 전극영역을 통해 공급되는 상기 제4 가스의 유량은 서로 다른, 기판 처리 장치. 9. The method of claim 8,
The electrode includes a first electrode region and a second electrode region disposed outside the first electrode region;
The first gas and the fourth gas are supplied through the first electrode region and the second electrode region, and the flow rate of the fourth gas supplied through the first electrode region and the second electrode region are supplied through the flow rates of the fourth gas are different from each other. 제 9항에 있어서,
상기 제1 전극영역을 통해 공급되는 상기 제4 가스의 유량은, 상기 제2 전극영역을 통해 공급되는 상기 제4 가스의 유량보다 크고,
상기 처리 공간에는 상기 기판을 지지하기 위한 지지 모듈이 배치되고, 상기 지지 모듈은 다수의 영역으로 구분되고, 상기 다수의 영역 중 중앙에 위치하는 영역의 온도를 다른 영역의 온도보다 높이는, 기판 처리 장치.10. The method of claim 9,
A flow rate of the fourth gas supplied through the first electrode region is greater than a flow rate of the fourth gas supplied through the second electrode region;
A support module for supporting the substrate is disposed in the processing space, the support module is divided into a plurality of regions, and a temperature of a central region among the plurality of regions is higher than a temperature of other regions, . 제 8항에 있어서,
상기 전극을 통해서, 불활성 가스가 추가적으로 제공되는, 기판 처리 장치.9. The method of claim 8,
An inert gas is additionally provided through the electrode. 고주파 전원과 연결된 전극과, 정전압과 연결된 이온 블록커 사이에 배치된 제1 공간;
상기 이온 블록커와 샤워 헤드 사이에 배치된 제2 공간;
상기 샤워 헤드의 아래에, 기판을 처리하기 위한 처리 공간;
상기 제1 공간에, 상기 전극을 통해서 플라즈마를 생성하기 위한 삼불화질소 가스를 제공하는 제1 가스 공급 모듈;
상기 제1 공간에, 상기 전극을 통해서 플라즈마를 생성하기 위한 수소 가스를 제공하는 제2 가스 공급 모듈; 및
상기 이온 블록커의 중심 영역을 통해 제1 암모니아 가스를 제공하고, 상기 샤워 헤드의 에지 영역을 통해 제2 암모니아 가스를 제공하여, 상기 제1 암모니아 가스, 제2 암모니아 가스 및 상기 플라즈마의 유출물을 혼합시키는 제3 가스 공급 모듈을 포함하는, 기판 처리 장치.a first space disposed between the electrode connected to the high frequency power supply and the ion blocker connected to the constant voltage;
a second space disposed between the ion blocker and the shower head;
a processing space for processing a substrate under the shower head;
a first gas supply module for providing nitrogen trifluoride gas for generating plasma through the electrode to the first space;
a second gas supply module providing hydrogen gas for generating plasma to the first space through the electrode; and
A first ammonia gas is provided through a central region of the ion blocker and a second ammonia gas is provided through an edge region of the shower head to separate the first ammonia gas, the second ammonia gas, and the effluent of the plasma. and a third gas supply module for mixing. 제 12항에 있어서,
상기 제1 암모니아 가스의 유량과 상기 제2 암모니아 가스의 유량은 서로 다른, 기판 처리 장치.13. The method of claim 12,
The flow rate of the first ammonia gas and the flow rate of the second ammonia gas are different from each other. 제 12항에 있어서,
상기 이온 블록커의 중심 영역을 통해 제1 질소 가스를 제공하여, 상기 제1 질소 가스와 상기 플라즈마의 유출물을 혼합시키고, 상기 샤워 헤드의 에지 영역을 통해 제2 질소 가스를 제공하여, 상기 제2 질소 가스와 상기 플라즈마의 유출물을 혼합시키는 제4 가스 공급 모듈을 더 포함하는, 기판 처리 장치.13. The method of claim 12,
providing a first nitrogen gas through a central region of the ion blocker to mix the first nitrogen gas with an effluent of the plasma, and providing a second nitrogen gas through an edge region of the shower head, and a fourth gas supply module for mixing 2 nitrogen gas and an effluent of the plasma. 제 14항에 있어서,
상기 제1 질소 가스의 유량과 상기 제2 질소 가스의 유량은 서로 다른, 기판 처리 장치.15. The method of claim 14,
The flow rate of the first nitrogen gas and the flow rate of the second nitrogen gas are different from each other. 제 12항에 있어서,
상기 전극은 중심에 위치하는 제1 전극영역과, 상기 제1 전극영역의 외측에 배치된 제2 전극영역을 포함하고,
상기 삼불화질소 가스와 상기 수소 가스는 제1 전극영역과 제2 전극영역을 통해서 공급되되, 상기 제1 전극영역을 통해 공급되는 상기 수소 가스의 유량과, 상기 제2 전극영역을 통해 공급되는 상기 수소 가스의 유량은 서로 다른, 기판 처리 장치. 13. The method of claim 12,
The electrode includes a first electrode region positioned at the center and a second electrode region disposed outside the first electrode region,
The nitrogen trifluoride gas and the hydrogen gas are supplied through a first electrode region and a second electrode region, and the flow rate of the hydrogen gas supplied through the first electrode region and the hydrogen gas supplied through the second electrode region The flow rate of hydrogen gas is different, the substrate processing apparatus. 제 16항에 있어서,
상기 제1 전극영역을 통해 공급되는 상기 삼불화질소 가스의 유량과, 상기 제2 전극영역을 통해 공급되는 상기 삼불화질소 가스의 유량은 서로 다른, 기판 처리 장치. 17. The method of claim 16,
The flow rate of the nitrogen trifluoride gas supplied through the first electrode region and the flow rate of the nitrogen trifluoride gas supplied through the second electrode region are different from each other. 전극과 이온 블록커 사이에 배치된 제1 공간과, 상기 이온 블록커와 샤워 헤드 사이에 배치된 제2 공간과, 상기 샤워 헤드의 아래에, 기판을 처리하기 위한 처리 공간을 포함하는 기판 처리 장치를 제공하고,
노출된 실리콘 및 수소 함유 영역을 포함하는 기판을 처리 공간 내에 위치시키고,
제1 구간에서, 상기 처리 공간에 질소 함유 가스와, 질소 및 수소 함유 가스를 제공하여, 챔버 내의 분위기를 형성하고,
제2 구간에서, 상기 처리 공간에 질소 함유 가스와, 질소 및 수소 함유 가스를 제공하면서, 상기 제1 공간에 불소 함유 가스와 수소 함유 가스를 제공하여 상기 제1 공간 내에서 플라즈마를 형성하고, 상기 플라즈마의 유출물 중에서 상기 이온 블록커에 의해 필터링된 라디칼과, 상기 질소 함유 가스, 상기 질소 및 수소 함유 가스를 혼합시키는 것을 포함하는, 기판 처리 방법. A substrate processing apparatus comprising: a first space disposed between an electrode and an ion blocker; a second space disposed between the ion blocker and a shower head; and a processing space under the shower head for processing a substrate; to provide,
placing a substrate comprising exposed silicon and hydrogen containing regions in a processing space;
In the first section, a nitrogen-containing gas and a nitrogen- and hydrogen-containing gas are provided to the processing space to form an atmosphere in the chamber;
In a second section, a plasma is formed in the first space by providing a fluorine-containing gas and a hydrogen-containing gas to the first space while providing a nitrogen-containing gas and a nitrogen and hydrogen-containing gas to the processing space; and mixing the nitrogen-containing gas, the nitrogen-containing gas, and the nitrogen- and hydrogen-containing gas with the radicals filtered by the ion blocker in an effluent of the plasma. 제 18항에 있어서,
상기 질소 함유 가스의 유량을 제어함으로써, 상기 기판의 식각 균일도(uniformity)를 제어하는, 기판 처리 방법.19. The method of claim 18,
and controlling the etch uniformity of the substrate by controlling the flow rate of the nitrogen-containing gas. 제 19항에 있어서,
상기 이온 블록커는 제1 필터영역과, 상기 제1 필터영역의 외측에 배치된 제2 필터영역을 포함하고,
상기 샤워 헤드는 제1 샤워영역과, 상기 제1 샤워영역의 외측에 배치된 제2 샤워영역을 포함하고,
상기 질소 함유 가스, 상기 질소 및 수소 함유 가스는
상기 이온 블록커의 상기 제1 필터영역을 통해 공급되며 상기 제2 필터영역을 통해서는 공급되지 않고,
상기 샤워 헤드의 상기 제1 샤워영역을 통해서는 공급되지 않고 상기 제2 샤워영역을 통해 공급되는, 기판 처리 방법.20. The method of claim 19,
The ion blocker includes a first filter region and a second filter region disposed outside the first filter region,
The shower head includes a first shower area and a second shower area disposed outside the first shower area,
The nitrogen-containing gas, the nitrogen and hydrogen-containing gas
It is supplied through the first filter region of the ion blocker and is not supplied through the second filter region,
The substrate processing method, wherein the supply is not through the first shower area of the shower head but through the second shower area.
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